汽車-行人碰撞事故再現(xiàn)研究與應(yīng)用.pdf

1、汽車-行人碰撞事故是道路交通事故的主要類型。作為事故鑒定的重要工具，人車碰撞事故再現(xiàn)已經(jīng)在汽車安全領(lǐng)域引起越來越多的關(guān)注?；谟嬎銠C仿真的人車碰撞事故再現(xiàn)具有準確性高、客觀性強和內(nèi)容豐富的優(yōu)點，能夠為事故鑒定、汽車安全設(shè)計和損傷生物力學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。針對研究現(xiàn)狀和實際需求，本文對人車碰撞事故再現(xiàn)所涉及的兩個主要方面進行研究，即行人數(shù)字仿真假人和人車碰撞事故再現(xiàn)方法。 ⑴改進了現(xiàn)有的商業(yè)化行人假人模型和人車接觸模擬方法，避免了

2、原有的接觸不穩(wěn)定情況，增強了假人對載荷的適應(yīng)能力，有助于將事故再現(xiàn)的適用車型范圍擴大到平頭汽車。然后，研究快速生成符合受害人體形特征的行人數(shù)字仿真假人的方法，建立了人機交互式的行人假人快速定制系統(tǒng)(CPMG)。該方法和系統(tǒng)以改進后的多剛體假人為參考基準，結(jié)合了我國在人體測量學(xué)方面取的研究成果，能符合中國人體形特征，滿足國內(nèi)實際應(yīng)用的需求。最后，采用模塊化的局部有限元假人的概念，提出了基于人體損傷特征的假人建模方法。該方法應(yīng)用多剛體-有限

3、元耦合仿真技術(shù)，對需要詳細分析的人體部位用精細的有限元模型來代替常規(guī)的多剛體模型，在滿足損傷分析對模型精度要求的前提下，確保一定的計算效率。基于上述方法，本文著重研究和開發(fā)了模塊化的行人下肢有限元模型，對其進行局部沖擊和整車碰撞試驗驗證，還將其與多剛體整體假人整合后應(yīng)用于人車碰撞仿真。 ⑵對于事故再現(xiàn)方法的研究，一方面，從汽車-行人碰撞仿真分析的角度出發(fā)，研究車型、行人初始狀態(tài)和體形特征對事故再現(xiàn)的影響，為實際應(yīng)用和后續(xù)研究提供

4、判斷依據(jù)。具體來說，詳細分析了不同車型的頭部外形和接觸剛度對碰撞結(jié)果的影響，提出了適合平頭汽車的事故再現(xiàn)方法。行人初始狀態(tài)分析主要考慮碰撞前初始姿態(tài)和速度對人體損傷和運動形式的影響。體形特征分析以身高、體重以及相關(guān)聯(lián)的人體各部分體形參數(shù)為主要的分析因素，利用CPMG生成分析所需的各種假人。另一方面，結(jié)合基于人車停止位置和基于人體損傷的事故再現(xiàn)方法，研究了人車碰撞事故再現(xiàn)的優(yōu)化問題，提出了適合動態(tài)數(shù)值仿真的事故再現(xiàn)自動優(yōu)化方法。該方法以序